14.Энергия

Энергией наз. скал. Физ. величина, явл-ся общей мерой различных форм движения материи, рассматриваемых в физике.

Эн. Сист. количественно хар-ет эту сист. в отношении возможных в ней превращений движения. Эти превращения происходят благодаря взаимодействию частей системы как друг с другом, так и с внешними телами, внешней средой.

Для анализа качественно различных форм движения и соответствующих сил взаимодействий в физике вводят различные типы энергии – механич., электромагнитн., ядерную и др.

Изменение мех. движения тела вызывается силами, действующими на него со стороны других тел.

Для количественного описания такого процесса обмена энергией между взаимодействующими телами в мех-ке пользуются понятием работы силы, приложенной к рассматриваемому телу.

Мех. эн. Бывает 2-х видов:

-кинетическая

-потенциальная.

Кинетическая эн. опред. массами и скоростями рассматриваемых тел.

Потенциальная эн. зависит от взаимного расположения взаимодействующих друг с другом тел.

15.Кинетическая энергия. Работа

Динамич. ур-ние движения м.т. записывается формулой .

Умножим скалярно обе части этого ур. на элементарное перемещение частицы - :. Мы можем записать,, тогда левая часть ур-ния принимает вид :. В левую часть этого ур-ния внесем под знак диф-ала (1), где– результирующая внешних сил. Если результир. внешн. сил = 0, тот.е. величина.

Если внешняя сила , действующая на частицу, не равна 0, то кинетич. эн. получит за времяприращение, где- перемещение частицы за времяВеличинаи = изменению кинетич. эн. наз. работой, совершаемой силойна перемещение тела на величинуи служит количественным описанием процесса обмена энергией между взаимодействующими телами, тогда.

Предположим, что за время точка перемещалась из положения 1 в положение 2, тогда мы можем проинтегрировать левую и правую части ур-ния. Левая часть этого ур-ния есть приращение кинетич. Энергии частицы при перемещении ее из т.1 в т.2. Правая часть есть работасилына пути от т.1 к т.2.или.

Из этого ур-ния следует, что результирующая всех сил, действующих на частицу, идет на приращение кинетич. эн. этой частицы.

Учитывая, что работа есть величина скалярная, формулу для работы можно переписать в след. виде: , где– модуль силы;- путь, пройденный точкой под действием силыF; α – угол между векторами . Если α – острый,и приращение энергии также положит., т.е. кинетич. эн. увеличивается. Если α – тупой,и приращение эн. также отрицат., энергия убывает.

В 1-м случае силу, кот. приложена к телу, наз. движущей силой, во 2-м – тормозящей.

Если на мех. сист. одновременно действуют силы …,то работа, совершаемая ими за малое время= алгебраической сумме работ, совершаемых за то же времякаждой их сил порознь.где– радиус-вектор точки приложения силы- ск-ть точки, к кот. приложена сила.

Работа внутр. сил при любом перемещении абс. тв. тела = 0. Поэтому при поступат. движ. абс. тв. тела где- главный вект. внешних сил;- радиус-вектор центра масс тв. тела.

Работа, совершаемая за единицу времени, наз. мощностью и определяется формулой Тогда для мощности можно записать формулу, т.е. мощность = скалярн. произведению силы на ск-ть м.т., к кот. приложена сила.